钛合金行业之宝钛股份研究报告

钛合金行业之宝钛股份研究报告

1、国内最大钛材产地，装备领先实力雄厚

1.1、六十余载历史老牌钛材企业

宝鸡钛业股份有限公司（宝钛股份，600456.SH）的主要发起人宝鸡有色金属加工厂（宝色厂）始建于1965年，1999年宝色厂以钛材生产相关的熔炼、锻造、板带、管棒四个分厂及相关资产设立宝钛股份，并于2002年在主板上市。

据公司2020年报，公司主要从事钛及钛合金的生产、加工和销售，是中国最大的钛及钛合金生产科研基地。公司主要产品为各种规格的钛及钛合金板、带、箔、管、棒、线、锻件、铸件等加工材和各种金属复合材产品。公司钛材产品应用领域涵盖航空、航天、船舶、石油、化工、冶金、海水淡化、医疗、体育休闲。

截止2021年三季度末，公司控股股东宝钛集团有限公司（简称宝钛集团）持有宝钛股份47.77%的股份。宝钛集团由陕西有色金属控股集团有限公司控股，最终受益人为陕西省人民政府。据宝钛集团官网，宝钛集团始建于1965年，是国家“三五”期间为满足国防军工、尖端科技发展的需要，以“九〇二”为工程代号而投资兴建的国家重点企业，2000年下放到陕西省，隶属于陕西有色金属控股集团有限责任公司；2005年工厂整体改制为宝钛集团有限公司。

宝钛华神

宝钛华神钛业有限公司是上市公司较为重要的子公司。据上市公司2021半年报，子公司宝钛华神可以满足公司主要材料海绵钛的部分需求。据宝钛华神官网，公司成立于2007年，拥有先进的海绵钛生产技术，在行业内率先实现海绵钛“氯化+精制+还原+电解”的循环经济生产模式。宝钛华神所生产的海绵钛军工级率98%以上，海绵锆工业级率100%，确立了公司的行业领军地位。除母公司外，宝钛华神与西部超导、湖南金天、西部钛业、西工大超晶等钛企建立了长期稳定的战略合作关系。

据宝钛股份2021半年报，宝钛华神注册资本2.08亿元，2021H1主营业务实现收入2.76亿元，占上市公司同期营收9.73%；净利润0.65亿元，占上市公司同期净利润21.06%。

1.2、批量供应高端装备，战略合作国内外客户

宝钛股份作为我国最大的以钛及钛合金为主的专业化稀有金属生产科研基地，完成众多科研项目、参与拟定行业标准。据公司2020年报，公司是国家高新技术企业，累积完成了8000多项国家科研课题，取得科研成果700余项，是我国钛加工企业中首家被国家发改委、科技部等部委联合认定的“国家级企业技术中心”。据公司官网，近10年，公司承担国家、省部级重点科研项目84项；获得专利授权50项；省部级以上成果40余项；主持、参与制定国家、行业标准103项。

公司产品广泛应用于航天、航空、深海重点型号。据2021半年报，公司成功助力长征五号火箭发射、神舟十二号载人飞船升空、“奋斗者号”钛合金载人球舱万米下潜；2016年公司荣获“大运工程”钛材唯一金牌供应商，并连续三届获得中国航天科技集团优秀供应商。

公司装备世界领先。据2020年报，拥有2400KW电子束冷床炉、15吨真空自耗电弧炉，2500吨快锻机、万吨自由锻以及钛带生产线MB22-T型二十辊冷轧机等世界一流主体设备，代表了当今国际领先的装备水平。

公司囊括进入世界航空航天领域等高端应用领域的通行证，是世界知名公司战略合作伙伴。据2020年报，公司获得了美国波音公司、法国宇航公司、空客公司、英国罗尔斯·罗伊斯公司、欧洲宇航工业协会和美国RMI等多家国际知名公司的质量体系和产品认证；是美国波音公司、空客公司、法国斯奈克玛、美国古德里奇、加拿大庞巴迪、英国罗尔斯·罗伊斯等公司的战略合作伙伴。

1.3、宝钛股份财务情况

2020年公司实现营收43.38亿元，同比增长3.58%。2021年前三季度公司实现营收46.16亿元，同比增长44.17%，主要系前三季度公司产品销量增加所致。2021Q1/Q2/Q3分别实现营收12.16/16.24/17.75亿元，分别同比增长19.20%/59.68%/52.51%。分产品看，公司2020年钛制产品实现营收37.13亿元，同比增长8.38%，占总营收85.59%；钛产品生产18794.27吨，同比减少4.74%，销售18829.15吨，同比减少2.55%。

2020年公司实现归母净利润3.63亿元，同比增长51.10%，主要系优化产品结构，经营效益提高，盈利增加所致；2021年前三季度公司实现归母净利润4.71亿元，同比增长95.05%，主要是前三季度公司产品销量增加及优化产品结构，盈利能力较强的产品收入占比提高，盈利增加所致。2022年1月22日公司发布业绩预告，预计2021年实现归母净利润5.50至5.80亿元；若取区间中值，则预计2021年实现归母净利润5.65亿元，同比增长58.55%。2021Q1/Q2/Q3/Q4分别实现归母净利润0.96/1.82/1.93/0.94亿元，分别同比增长132.89%/80.26%/94.34%/-22.55%。

2020年，公司整体毛利率为24.26%，同比增加3.66pct；2021年前三季度，公司整体毛利率为21.02%，同比减少2.76pct。分产品看，公司2020年钛产品毛利率25.90%，同比增加4.55pct，与整体毛利率相当。公司2020年整体净利率为9.25%，同比增加2.55pct；2021年前三季度，整体净利率为11.16%，同比增加2.57pct。

2020年，公司期间费用率12.77%，同比增加1.33pct；其中研发费用1.61亿元，同比增长73.70%，主要系公司的研发项目资金投入增加所致；研发费用率3.72%，同比增加1.50pct。2021年前三季度，公司期间费用率6.98%，同比减少3.93pct；其中研发费用0.99亿元，同比增长2.42%；研发费用率2.15%，同比减少0.88pct。

2、公司钛产品：一流设备保障高品质钛材

2.1、钛合金的基本性质及钛材产业

纯钛的密度为4.5g/cm3,仅为钢的60%，但其强度接近普通钢；钛合金具有单位强度高、刚性好、热强度高、耐腐蚀、耐高低温性能好、热导率小等特点。

据《航空材料钛及钛合金的特性及发展趋势》，钛及钛合金具有良好的综合性能，已广泛应用于航空航天、兵器、化学、冶金、舰船工业、海洋开发等军民领域，在金属材料王国中被称为“全能金属”，是继铁、铝之后极具发展前景的“第三金属”和“战略金属”。

据《航空材料钛及钛合金的特性及发展趋势》，钛有两种晶格类型，相互之间可以发生同素异构转变，钛温度在882℃以下时，为α-Ti；温度在882℃以上时，为β-Ti。因此对应钛合金有α、β、α+β三种组织构型，不同构型的钛合金由于晶格类型不同，其对应的稳定元素、机械特性、热处理性能均有所不同。航空中常用的TC4钛合金是典型的α+β双相钛合金。

2.2、海绵钛：宝钛华神全流程法具有成本优势

海绵钛是制取钛合金的主要原料，一般为浅灰色颗粒。钛在高温条件下化学性质十分活泼，易与氧、氮、碳、氢等元素发生反应，因此海绵钛生产工艺较为严苛。据《海绵钛生产工艺综述》，镁热还原法于1948年问世，是目前世界上应用最广的海绵钛生产工艺。

宝钛华神采用全流程镁还原法制海绵钛。据中国有色网，生产1吨海绵钛需消耗1.1吨镁进行还原，镁热还原过程中依据是否循环电解镁分为全流程法和半流程法：全流程法将生成的氯化镁电解后镁和氯气继续循环使用，只需要在生产过程中采购很少的补充镁、补充氯；半流程法产生的氯化镁则销售不再利用。据宝钛华神官网，宝钛华神拥有先进的海绵钛生产技术，在行业内首先实现海绵钛“氯化+精制+还原+电解”的循环经济生产模式。

高镁价下全流程法具有成本优势。据中国白银网，2021年下半年开始镁锭价格突增，2021年9月23日达7.05万元/吨，较2020年1月的1.43万元/吨增长394.74%，2021年10月12日海绵钛价格随即直线上涨至8.25万元/吨；2022年1月28日回落至4.20万元/吨，海绵钛报价8.00万元/吨。近期高镁价背景下，宝钛华神采用的全流程法由于可循环使用镁，因此受原材料价格波动小，具有成本优势。

国内海绵钛生产企业包括攀钢钛业、宝钛华神钛业、朝阳金达钛业、洛阳双瑞万基钛业等企业。据有色金属工业协会统计，2020年我国12家企业共生产海绵钛12.30万吨，同比增长44.90%；宝钛华神生产8212吨，排名第8。

2.3、钛锭熔炼：宝钛股份设备世界一流，产量全国领先

据《钛及钛合金熔炼技术发展现状》，海绵钛熔炼为钛及钛合金铸锭的主要工艺路线包括真空自耗电弧熔炼和冷床炉熔炼。

真空自耗电弧熔炼是在真空或惰性气氛中，将熔炼金属制成的自耗电极在电弧高温加热下迅速熔化，部分易挥发杂质将加速扩散到熔池表面被去除，铸锭自下而上地在结晶器中连续凝固。真空自耗电弧熔炼特点是工艺简单、可生产大型铸锭，但是容易残留夹杂物。

冷床炉熔炼在熔化区将原料由固态变成液态后流向精炼区，在精炼区冷床上流动同时利用不同杂质物理特性充分去除易挥发杂质、低密度杂质、高密度杂质，最后流入结晶器形成铸锭。据热源不同分为电子束冷床炉和等离子束冷床炉。冷床炉熔炼工艺设备更加复杂，但由于夹杂物含量更低，能预防航空发动机转动部件缺陷，是不可替代的钛合金熔炼技术。据《钛及钛合金熔炼技术发展现状》，美国现行宇航材料标准要求重要用途关键部件的钛合金材料必须使用冷床炉制备技术。

据公司官网，宝钛股份上述两种工艺都具备，其中先进电子束冷床熔炼炉产品获国家金奖。据2020年中国锻压协会《我国航空钛合金材料及锻件的研究与发展》，近十余年我国仅装备10台电子束冷炉床熔炼，仅有3台等离子体冷炉床熔炼炉。据宝钛股份2020年报，公司拥有2400KW电子束冷床炉、15吨真空自耗电弧炉，代表了当今国际领先的装备水平。据宝钛股份官网，公司可按国内外标准生产多种牌号可达直径1040mm、单重15吨的圆锭及单重10吨的扁锭。TC4合金铸锭荣获国家金奖。

据中国有色金属工业协会，2020年中国主要钛锭生产企业共生产钛锭11.99万吨，同比增长35.20%。钛锭生产企业包括宝钛股份、西部超导、西部材料、新疆湘润、中铝沈加、湖南湘投金天等；其中宝钛股份生产2.03万吨，排名第1。

2.4、专业化覆盖各型钛材

钛锭经过锻造、轧制、挤压、拉伸等塑性加工方法成为各型钛材，包括棒材、丝材、管材、板材、锻坯材等，随后经进一步加工成为飞机/航空发动机等终端应用的零部件。

据公司2019年10月募集资金使用可行性分析报告，宝钛股份拥有海绵钛制备、铸锭熔炼、精密铸造、锻件锻造、棒丝材生产、板材生产、带材生产、无缝管生产、焊管生产、原料处理等先进完整的生产工艺，关键生产工艺和核心技术主要是通过多年自主研制和开发。

据公司官网，公司TC4等牌号合金板材产品，受到波音公司、空客公司、古德里奇等宇航企业的青睐；TC4、TC6、TC11、TA11等钛合金棒材用于生产航空发动机压气机叶片。

3、钛材市场：增长迅速，空间海量

3.1、中国钛材整体高速增长，化工及航空航天应用是主要增量

钛材市场加速增长，航空航天应用占比提升。据中国有色金属工业协会所发布《2020年中国钛工业发展报告》，2020年钛材产量97029吨，同比增长28.92%，增速同比增加10.19pct；应用量93596吨，同比增长35.94%，增速同比增长16.08pct，在化工PTA（精对苯二甲酸，大宗有机原料之一，增加12223吨）、航空航天（增加4628吨）、海洋工程（增加4078吨）、船舶（增加988吨）、电力（增加525吨）领域带动下，钛材市场增速明显。

持续10年钛材净出口，高端航空航天、船舶用钛材部分仍需进口。2020年受全球疫情影响，钛加工材进口6139吨，同比减少24.36%；出口15246吨，同比减少27.11%，净出口量9170吨，同比减少28.36%，自2010年开始中国每年钛材呈现净出口态势。据《2020年中国钛工业发展报告》，高端需求用航空级海绵钛、3D打印用钛粉、航空紧固件用钛合金棒丝材、船舶用钛合金宽厚板坯等产品由于在批次稳定性上还与国外有一定的差距，仍需进口。随着宝钛股份和西部超导等龙头企业装备进步、技术创新和产能提升，国产替代有望持续推进。

航空航天已成为钛材应用第二大领域，增长潜力依然巨大。据《2020年中国钛工业发展报告》，2020年我国钛材在航空航天领域应用量为17228吨，同比增长36.73%，增速同比增加14.34pct；在钛材总应用量中占比18.41%，较上年小幅增加0.11pct，航空航天领域已经成为仅次于化工的钛材重要应用领域，但是据西部超导招股说明书全球范围内航空用钛材始终占据钛材总需求的50%左右，因此我国航空航天用钛材市场还存在较大潜力。2010年至2020年中国航空航天用钛材的销量从3603吨增长到17228吨，年均复合增速16.94%。

3.2、行业特点：投入和技术壁垒决定高集中度

3.2.1、高品质产品依赖特种设备，资本投入大

设备昂贵，一次资本投入大。据西部超导招股说明书，所引进的德国ALD公司真空感应熔炼炉价值4287万元。据宝钛股份2019募投项目可行性分析报告，“高品质钛锭、管材、型材生产线建设项目”设备工程投入3.52亿元，“宇航级宽幅钛合金板材、带材、箔材生产线项目”设备投入5.07亿元。

航空零部件一体化大型化，制材设备吨位攀升。据《TA15钛合金大型锻坯工艺及组织与性能研究》，航空零部件的整体化结构对原材料的要求不再是局限于棒材，而是近终形的大规格锻坯，对钛材厂家锻造设备提出更高吨位需求。

3.2.2、标准规范尚少，需长期技术积累

高性能合金对成分的控制和工艺的要求高，其生产过程复杂而严密，成材率低，需要依托强大的研发和生产实力。据《航空用钛合金材料及钛合金标准发展综述》，国外从上世纪50年代开始在航空中运用钛合金，经过长期积累形成标准，因此国际贸易主要采用美国、日本、俄罗斯和德国的标准，尤其采用美国标准。以美国AMS（美国宇航材料规范）标准为例，在世界航空领域享有高声誉，也是我国航空材料重点参照的国外先进标准，其中就包含112个钛类标准。由于我国钛合金工业化进程起步较晚，截至2008年国内钛及钛合金国标仅45项，其中航空用钛材相关标准16项；国军标中钛及钛合金国标仅34项，其中航空用钛材相关标准25项。

3.2.3、航空航天高端钛材市场集中度高

航空航天高端钛材市场的设备壁垒、技术壁垒和资质壁垒决定了市场集中度较高。据中国有色金属工业协会钛锆铪分会《2020年中国钛工业发展报告》，2020年全国航空航天领域钛合金应用量共17228吨，其中宝钛集团、西部超导、咸阳天成、湖南湘投合计为11613吨，CR4为67.41%，高于整个钛材市场CR4值53.21%。

3.2.4、航空航天钛材特点：基础材料要求自主保障

现阶段我国航空航天领域钛材需求以军用为主。作为缺席了前两次工业革命的国家，我国商用航空欠账较多，商用大飞机C919尚未交付客户，配套发动机尚在研制。而军用飞机经数十年努力已获得丰硕的成果。据新华社，2021年11月25日国防部例行记者会上国防部发言人表示，近年来，歼-20、运-20、空警-500、红-9B和新型电子战飞机歼-16D、高空无人侦察机无侦-7等一大批新型国产主战装备，陆续加入人民空军战斗序列、投入实战化训练，形成战斗力。发动机方面，部分“20”系列飞机已经拥有了国产发动机，据2021年第十三届珠海航展歼20飞行展示指挥员介绍，国产歼20战机已经采用国产发动机；据运20总师介绍，运20已经有两型国产发动机在试飞中。由此我们判断，现阶段我国航空航天领域钛材需求以军用为主。

基础材料要求保障供给。2017年四部委印发《新材料产业发展指南》，其中将高强韧钛合金归为“先进基础材料”，并要求“先进基础材料总体实现稳定供给”。因此我们判断航空航天等高端领域钛材需求将由国内企业保障供给，国内钛材企业有望同步受益于下游装备领域增长红利。

3.3、行业规模测算：航空航天装备增速换挡，高端钛材迎来红利兑现期

20世纪50年代开始钛合金在航空领域得到广泛应用。据《航空用钛合金研究进展》，20世纪50年代初期的军用飞机上开始使用工业纯钛制造后机身的隔热板、机尾罩、减速板等受力较小的结构件。20世纪60年代，钛合金进一步应用到飞机襟翼滑轧、承力隔框、中翼盒形梁、起落架梁等主要受力结构件中。到20世纪70年代，钛合金在飞机结构上的应用从战斗机扩大到军用大型轰炸机、运输机，以及商用飞机。进入20世纪80年代后，商用飞机用钛逐步增加。

据《航空用钛合金研究进展》，用钛合金做机身材料主要有4方面优势：1)替代钢和镍基高温合金可大大降低飞机重量；2)能够满足飞机强度要求（与铝合金相比，钛合金可以减重约40%）；3)耐腐蚀性良好，钛合金不需要表面防腐涂层或者镀膜。4)与聚合物复合材料电化学相容性好。

TC4型钛合金是机体结构件中用量最大的钛合金。据《飞机用钛材的发展现状及趋势》，钛合金广泛应用于飞机机身结构件，各种牌号钛合金中，Ti-6Al-4V合金由于其易用和便宜的特点用量最大，占机体结构件用钛合金的80%-90%。据国家标准《GB/T3620.1-2007钛及钛合金牌号和化学成分》，Ti-6Al-4V即是TC4型钛合金的名义成分。

3.3.1、军费奠定成长基石，航空装备列装需求缺口大

军费持续增长，航空装备列装需求缺口大。据财政部，2021年中央本级财政预算国防支出13553亿元，增长6.89%。据《新时代的中国国防》，我国国防费由人员生活费、训练维持费和装备费三部分构成，2010年各部分约占三分之一。2010-2017年，我国国防费中装备费从1774亿元增至4288亿元，年均增速13.44%，在国防费中占比从33.2%增至41.1%。

据国务院新闻办公室2019年7月24日发表的《新时代的中国国防》，2012-2017年我国国防费占GDP的平均比重为1.3%，我国国防费占财政支出的平均比重为5.3%，低于美、俄、印等国，未来仍有提升空间。经过过去20年的高速发展，我国军工行业补齐了一些最短的短板，展望未来10年，军工行业仍处于补偿式发展的关键时期。按照“十九大”报告要求，我国国防和军队建设分为近、中、远三期目标，近期即2020年基本实现机械化、信息化建设取得重大进展、战略能力有大的提升；中期为2035年基本实现国防和军队现代化；远期为本世纪中叶全面建成世界一流军队。“十三五”以来我国军费增速保持在7~8%的稳健区间，展望未来10年，我们判断军费增速仍将保持持续领先于GDP的增速。军费当中拉动军工行业需求的装备费用增速2012-2017年（国防白皮书）持续高于军费增速4个百分点，2015年启动裁军30万及军队反腐持续推进有望继续提升装备费用占比。

3.3.2、各型军机数量缺口，带动机身钛合金市场

据WorldAirForces，我国航空装备数量与结构与美俄相比存在差距，列装需求缺口大。军队聚焦实战背景下，武器装备列装规模有望大幅提升，我国航空装备需求有望在较长时期内保持高速增长。

军机钛合金占比逐代升高，单机需求量增大

一代飞机一代材料，钛及钛合金作为高性能航空航天结构的关键材料，其性能对飞行器结构、质量、效率、服役可靠性和使用寿命都具有重要的作用。作为飞机上重要的结构材料和功能材料，战斗机和轰炸机的用钛量在不断提高，钛合金占比可以作为衡量主战军机先进性的一个指标。据《航空用钛合金结构材料》，美国先进的F-22战机用钛量为41%。据《钛合金在航空工业中的应用》，中国新一代歼击机钛用量提升为20~25%。

（1）歼击机

据WorldAirForces2021，假设未来我国战斗机三代机到目前美军水平，且二代机全部换装为三代机，则我国三代重型、轻型战斗机数量缺口分别约为600和500架。据美国政府问责局报告，2021年美军计划装备542架四代机F-35；据WorldAirForces2021，美国现有178架四代机F-22；假设未来我军四代机数量与当前美军四代机数量相当，则我国四代机缺口约为700架。

三代重/轻型机空重参考维基百科分别取歼-11的16.38吨和歼-10的9.75吨，钛合金重量占比均假设为歼-11B的15%。四代机空重据《兵工科技》公众号“15-16吨”取其中值15.5吨，钛合金重量占比取文献平均数22.5%。

（2）轰炸机

据WorldAirForces2021，美国现役轰炸机数量为152架，中国现役轰炸机数量为150架，与美国数量相当；但是据新浪军事，美国B-52能挂载20枚巡航导弹，而中国轰炸机仅能挂载6枚。假设未来我国轰炸机机队载弹量达到目前美军水平，则到2030年我国轰炸机缺口约为360架。轰炸机空重按维基百科轰-6的37.20吨计算，钛合金合金含量参考美国B-1、B-2平均数23.5%。

（3）运输机

据WorldAirForces2021，美国共有现役运输机941架，俄罗斯429架，而我国仅有264架。我国当前服役的军用运输机以中、小型运输机运7、运8为主，而美国现役运输机中，包括222架C-17，318架C-130系列运输机。与之相比，我国现役的大中型运输机数量十分有限，运-20存在巨大换装需求。假设我国大型运输机列装数量达到其对标美军C-17的水平，且中型运输机列装数量与美军C-130相当，则我国大型、中型运输机缺口分别约为200和220架。大型运输机运-20及中型运输机运-8系列空重据维基百科分别取100吨和35.5吨，钛合金重量占比均参考C-17取10%。

（4）特种飞机、加油机、教练机

据WorldAirForces2021，2020年美国有特种飞机749架，加油机625架，教练机2766架，中国有特种飞机115架，加油机3架，教练机405架，分别为美国数量的15.35%、0.05%、14.64%；若到2030年我国上述各类军机列装数量达到美国当前数量，则中国将新增特种飞机634架，加油机622架，教练机2361架。特种飞机重量及钛合金重量占比取运-8同样值，加油机空重及钛合金重量取运20同样值，教练机空重据维基百科取教练-10的4.96吨，；假设教练机钛合金重量占比为2-3代歼击机平均值8.5%。

（5）直升机

据WorldAirForces2021，2020年美国有直升机5434架，中国有直升机902架，为美国数量的16.5%，若到2030年我国列装数量达到美国当前数量的50%，则中国将新增直升机1815架。据维基百科，直-20参考美国“黑鹰”直升机，空重均为5吨左右。据腾讯网直升机多个关键部位使用钛合金，以米-26直升机为例，其桨毂、桨叶前缘、尾桨毂、发动机舱均为钛合金制成。因此我们参考运输机假设直升机中钛合金重量占比为10%。

结合上述各种机型需求测算量、空重、钛合金重量占比，假设飞机结构重量为空重的45%，测算得到相应钛合金结构件需求重量约为9228吨。考虑到加工钛合金结构件过程中会造成部分损耗，据《生产钛合金飞机零件的金属利用率及其热模压工艺的发展》，钛合金成材率约为20%，即2吨钛合金结构件产品需由10吨钛合金加工材原料加工而成，则对应钛材需求量为46139吨，平均4614吨/年。钛合金加工材有板材、丝材、管材等多种形式，其综合平均价格参考产品应用于多种航空飞行器型号的西部超导钛产品，据西部超导2020年报，钛合金销量4830.75吨，实现收入17.83亿元，平均36.90万元/吨。综上可以测算得到2021-2030中国军用飞机机身钛合金加工材市场空间约为170亿元，平均17.0亿元/年。

3.3.3、国产大飞机订单充足，市场长期潜力巨大

与军用飞机类似，商用飞机钛合金应用量也逐渐提升。以欧洲空客公司的飞机为例，据《钛合金在航空工业中的应用》，空客A320窄体客机钛合金应用占比为4.5%，A340宽体客机为6%，更先进的A380双层宽体客机则为10%。

据《航空用钛合金研究进展》，波音777客机起落架横梁及支架、发动机支架等承力关键部件采用钛合金制作，钛合金也应用于导管、整流罩、垂尾安装配件等零部件以发挥减重优势。

我国民用飞机关键材料国产化为国内高端钛合金材料生产企业提供了重大机遇。据中国航空工业《民用飞机中国市场预测年报（2021~2040年）》，未来20年中国窄体干线飞机需求量为5276架。据波音公司发布的2021年版《商业航空市场预测2021–2040》报告，未来20年中国窄体干线飞机需求量为6700架。我们取两种预测平均值，2040年前年均中国窄体干线飞机年均需求为299架/年。

据中国商飞，作为完全按照最新国际适航标准研制的单通道涡扇喷气客机，C919大型客机已于2017年5月5日正式实现首飞。2021年3月12日《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出十四五期间要推动C919大型客机示范运营。据中国商飞，截至2018年C919订单量已经达到815架。

据《轻金属》期刊2019年第3期，中科院曹春晓院士表示，C919大飞机上钛材占比9%，是国产化最多的材料，宝钛股份、宝钢集团的材料都有使用。综合考虑C919单机重量及钛合金重量占比，测算得到377吨/年的机身钛需求，假设成材率为20%，C919将带来超过1886吨/年的钛材需求（不含发动机）；采用与前文相同的价格假设，对应市场空间为7.0亿元/年。

3.3.4、军用航空发动机更新/维修钛合金需求远大于军机机身

军用航空发动机钛合金比例不断攀升。推重比，即发动机产生的推力与自身重量之比，是衡量发动机性能的重要指标，发动机追求高推重比，因此钛合金的减重效果对提升发动机性能至关重要，据《航空用钛合金研究进展》，美国第3代发动机F100的钛合金用量为25%，而第4代发动机F119的钛合金用量为40%。

据《我国航空钛合金材料及锻件的研究与发展》，钛合金集中用于航空发动机风扇和压气机系统的轮盘、叶片、整体叶盘、离心叶轮、鼓筒、鼓筒轴、盘轴、机匣等零件。欧美系发动机应用的钛合金材料主要有Ti-6Al-4V、Ti-811、Ti-17、Ti-6246、Ti-6242S和IMI834等；俄系发动机应用的钛合金材料主要有BT6、BT3-1、BT8、BT9、BT25和BT18y等；我国发动机应用的主要钛合金材料有TC4、TC6、TC11、TC17、TC25、TA11、TA19和Ti60等，使用温度均在600℃以下。除中介机匣一般采用TC4钛合金铸件外，其余各类零部件大多采用优质锻件加工而成。

相比军机机身，后发国家军用航空发动机当前使用寿命有限，更新率较高。航空发动机使用寿命通常以飞行小时或工作循环次数作为单位，飞行小时达到特定数额后需要进行专检、翻修或是更换发动机。首次维修前使用寿命称为首翻期寿命，发动机两次翻修之间的工作时间称为大修寿命。据海军航空工程学院《基于单元体的军用航空发动机寿命控制和管理》，某型发动机机匣、压气机转子、涡轮、齿轮箱等关键单元体大修寿命在700-2000小时之间。

在解放军战备巡航和实战化训练背景下，航空发动机产业链将显著受益于军用航空发动机换发及维修需求的增长。实战化训练对于军机发动机维修和换发都提出了更高的要求。

军机绕台巡航、实战化演练常态化。据中国军网，2021年12月30日国防部例行记者会上，针对记者“今年以来大陆军机940余架次进入中国台湾‘空域’”的问题，发言人表示解放军常态环台岛组织轰炸机、侦察机、歼击机等开展巡航，常态抵近台岛周边组织多军兵种力量联合战备警巡，常态在台岛附近海空域组织联合对海突击、联合对陆打击、联合防空作战等实战化演练，实际出动飞机架次比民进党当局炒作的数量只会多、不会少。

据《航空维修与工程》期刊2015年第10期，我国军用航空发动机维修服务主要由军用航空发动机制造企业、维修企业与部队承担，未来，制造企业和维修企业会深入地与部队维护工作融合，并逐步承担原本由部队承担的部分维护工作，提供类似于民航维修企业航空发动机在翼维修服务。

据维基百科，美国F15战斗机重量为14.38吨，其配备的2台F110发动机单台重1.78吨，因此我们假设发动机重量占飞机空重25%。据中国科学院院士、中国航发航材院研究员曹春晓在2017中国500强企业高峰论坛之“轻量化材料产业发展论坛”上表示，我国的发动机中“昆仑”发动机钛合金占比14%，“太行”已达25%。据《航空用钛合金研究进展》，国外四代机发动机F119钛合金重量占比为40%。因此我们假设中国四代机中发动机中钛合金重量占比假设为40%，三代歼击机和轰炸机为25%，其他飞机发动机为14%。

结合上述各种军用飞机需求测算量，测算得到相应钛合金零部件需求重量为7494吨。采取与前文相同的成材率20%、钛材平均单价36.90元/吨假设。测算得到2021-2030中国军用航空发动机新机列装钛合金加工材市场空间约为27469吨，价值105亿元。保守假设航空发动机换发/维修市场规模与新机列装需求相等，则2021-2030年军用航空发动机新机列装及维修市场总需求为7494吨/年，价值27.7亿元/年。

3.3.5、国产商用飞机发动机有望打开市场

商用航空发动机追求经济性、轻量化，钛合金凭借其高比强度、较宽的工作温度范围和优异的腐蚀抗力等突出特性广泛应用。以空客A320型客机配备的V2500发动机为例，据《钛合金在V2500发动机中的应用》，钛合金零件主要集中于发动机前部及外部工作温度较低的位置，零件总价超过750万美元，V2500新机价格约为1500万美元，钛合金零件价值占比约为50%。

据欧洲航空安全局文件，C919现在采用的LEAP-1C发动机重量约为3.94吨。据中国科学院院士、中国航发航材院研究员在2017中国500强企业高峰论坛上表示，将来要用在C919上的长江-1000的钛合金用量为23%。结合中航工业、波音公司对中国窄体干线机需求测算量，可以测算得到2021-2040中国商用航空发动机新机装机钛合金加工材市场空间约为895吨/年，价值约3.3亿元/年。

国产商用发动机有望打开市场。据中国商飞，目前国产大飞机C919选型CFMI公司的LEAP-1C发动机。2017中国500强企业高峰论坛之“轻量化材料产业发展论坛”上，中国科学院院士、中国航发航材院研究员表示，将来C919可能要用的长江-1000（CJ-1000）发动机正在研制之中。据工信部，国产大型客机C919在研发动机CJ-1000于2018年首次点火成功。

整理上述测算结果，得到2021-2030年军用/商用飞机机身及发动机所带动的年均钛合金需求约为1.49万吨/年，价值量约为55.0亿元/年。军用飞机及发动机是钛材需求第一大市场。

3.3.6、航天发射创新高，导弹装备系列化

钛合金是航天结构件的关键材料。火箭/导弹的载重与射程与自身重量直接相关，据《钛合金在航天领域的应用及需求》，末级火箭每减轻1公斤可以减少近100公斤发射燃料，射程增加15公里以上；中程导弹每减轻1公斤射程增加7至8公里。钛合金由于其低密度、高强度的特点在火箭/导弹中广泛应用。据《钛合金在航天火箭中的应用》，钛合金在航天火箭中重量占比为5%至30%。

2021年航天发射创新高，2022年建成空间站。据航天科技集团官网，2021年集团48次宇航发射全胜，创历史新高，中国全年航天发射55次位居世界第一。据光明网，2022年1月4日航天科技集团召开2022年型号工作会，会上报告指出，中国航天科技集团2022年计划安排40余次宇航发射任务，将完成载人航天6次重大任务，包括两次货运飞船、两次神舟飞船和实验舱Ⅰ、实验舱Ⅱ发射，以及在轨交会对接、出舱活动和飞船返回任务，全面建成空间站。

新型导弹批量装备，型号向体系化系列化实战化转型。据中国军网，2021年11月25日，国防部发言人在记者会上表示，“十三五”时期东风-17导弹、东风-26导弹等批量装备。

宝钛股份是航天钛材主要供应商。据宝钛华神官网，2017年3月，宝钛股份被航天科技集团评选为2014-2015年度中国航天优秀供应商，公司钛材等产品广泛应用于人造卫星、神舟系列载人飞船、天宫系列空间实验室、嫦娥探月及长征系列运载火箭等多种领域。据陕西省国资委官网，2014年12月宝钛集团成功研制出Ti2AlNb合金板材，并通过中国航天科工集团第三研究院现场验收。

3.3.7、PTA化工项目用钛材量高增长

钛合金由于其耐腐蚀特性，适宜于制造化工PTA反应容器。据《钛制阀门在PTA生产装置中的应用》，PTA主要用于生产聚酯纤维。PTA反应腐蚀的主要原因是氢溴酸和醋酸，而钛钝化能力强，具有优异抗腐蚀性能，一般反应温度高于125℃时应选择钛及钛合金材质，容器、管线、阀门均为钛制成。

国内宝钛集团首次规模制造PTA装置中的钛制容器。据《PTA装置汇总钛制容器的国产化》，2001年之前国内PTA装置的钛制容器均从国外成套引进，2001年宝钛集团参与仪征化纤股份有限公司PTA项目建设，负责制造开车加热器、结晶器凝液罐、结晶放空冷凝器、溶剂汽提塔再沸器等钛制容器，是国内首次规模制造PTA装置中的钛制容器。

PTA化工用钛材量大幅增长。据中国有色金属工业协会钛锆铪分会数据，2016年开始我国化工领域钛材应用量呈现增长态势，2020年化工领域应用钛材47513吨，较2019年增长34.64%，占全部钛材应用量50.80%。据《2020年中国钛工业发展报告》，2020年化工PTA领域新扩建项目需求拉动钛材需求增幅最大。

宝钛股份具备大型PTA核心部件能力。据宝钛股份官网，2021年3月23日上午，由宝钛股份承制的重达12吨、长达12余米的大型PTA核心部件——钛合金搅拌轴交付典礼在装备制造公司现场顺利举行，标志着公司具备了向大型PTA提供核心部件的能力，将成为公司新的利润增长点。

4、国内产业继续成长，募投扩产打开空间

4.1、国内企业在设备、产品、体量尚有成长空间

航空航天钛材供应商国内主要有宝钛股份、西部超导、湖南湘投金天钛业、西部材料等，国外主要有俄罗斯VSMPO-AVISMA、美国ATI和TIMET等。

以全球领先的钛生产商VSMPO-AVISMA为例，该公司为全球航空航天知名企业提供钛材及钛零部件产品。据《有色金属》杂志，该公司客户包括通用电气、普拉特·惠特尼、波音、欧洲宇航防务集团，并且是波音公司仅次于TIMET的第二大钛材供应商，是欧洲宇航防务集团最大的钛材供应商。据该公司官网，2021年1月其与波音签署新长期供货协议，将继续供应波音787、777、767、737飞机钛模锻产品。2020年实现营收12.51亿美元，同比减少23.18%，其中航空航天业务实现营收9.25亿美元，同比减少28.15%，占总营收73.90%。

国外龙头企业具备全产业链能力。VSMPO-AVISMA和ATI已经形成了海绵钛钛锭-钛材-零部件全产业链能力，特别是具有钛合金零部件生产能力，例如VSMPO-AVISMA生产机身钛模锻件，ATI生产发动机钛合金零部件。国内宝钛股份拥有从海绵钛-钛铸锭-钛材完整产业链能力，西部超导和西部材料主要处于产业链钛铸锭-钛材环节。

国外龙头企业设备能力普遍较强，宝钛股份设备能力国际一流。熔炼炉和锻压机两种设备一次投入大，对钛合金铸锭品质和生产能力有直接影响，能直接体现企业设备实力。国外企业熔炼生产能力更强，TIMET、ATI具有电子束冷床炉利于生产低夹杂产品；国外企业大吨位锻压设备占优，为生产大型钛合金结构件提供优势，例如VSMPO-AVISMA拥有750MN水压机，使其能够生产世界上最大的客机A380的起落架轨梁。国内企业中宝钛股份设备能力达到世界一流水平。

国外企业合金品类全，国内企业正逐步实现国产替代。国外领先企业钛合金产品牌号更加齐全。国内企业在部分牌号钛合金产品上实现了国产替代。据宝钛股份官网，公司TC4等牌号合金板材产品，受到波音公司、空客公司、古德里奇等宇航企业的青睐；据西